Колебания и волны. Геометрическая и волновая оптика. Кузнецов С.И. - 93 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

93
Амплитуду результирующего колебания при сложении колебаний,
направленных вдоль одной прямой, найдем по формуле (2.2.2):
)φφсos(2
1221
2
2
2
1
2
−++= AAAAA .
Если разность фаз колебаний, возбужденных волнами в некоторой
точке пространства, остается постоянной во времени, то такие вол-
ны называются
когерентными.
В случае некогерентных волн разность фаз
12
φφ
−
непрерывно из-
меняется, принимая с равной вероятностью любые значения, вследствие
чего среднее по времени значение )φφcos(
12
−
равно нулю (изменяется
от –1 до +1). Поэтому
2
2
2
1
2
AAA += .
Интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды:
2
A
J = . Отсюда можно сделать вывод, что для некогерентных источни-
ков интенсивность результирующей волны всюду одинакова и равна
сумме интенсивностей, создаваемых каждой из волн в отдельности:
121
2JJJJ
=
+
=
. (8.1.1)
В случае когерентных волн
const)φφcos(
12
=
−
(для каждой точки
пространства), так что
)φφcos(2
122121
−++= JJJJJ
. (8.1.2)
Последнее слагаемое в этом выражении
)φφcos(2
1221
−JJ назы-
вается
интерференционным членом.
В точках пространства, где 0)φφcos(
12
>
−
,
21
JJJ +> (в макси-
муме
1
4JJ =
), где
0)φφcos(
12
<
−
, интенсивность
21
JJJ +
<
(в мини-
муме
0=
J
). Следовательно, при наложении двух (или нескольких) ко-
герентных световых волн происходит пространственное перераспреде-
ление светового потока, в результате чего в одних местах возникают
максимумы, а в других – минимумы интенсивности. Это явление назы-
вается
интерференцией света.
Устойчивая интерференционная картина получается лишь при
сложении когерентных волн. Некогерентность естественных источни-
ков света обусловлена тем, что излучение тела слагается из волн, испус-
каемых многими атомами. Фазы каждого
цуга волны никак не связаны
друг с другом.
Атомы излучают хаотически.
Периодическая последовательность горбов и впадин волн, обра-
зующихся в процессе акта излучения одного атома, называется
цугом
волн
или волновым цугом.
Процесс излучения одного атома длится примерно
8
10
−
с. При этом
длина цуга
м310103
88
=
⋅⋅
=
=
−
c
t
l
.

Страницы